Simple blood tests for telomeric protein could provide a valuable screen for certain cancers
의 간단 번역입니다.
Reviewed by Emily Henderson, B.Sc.Feb 21 2023
DNA의 단순한 단조로운 반복으로 인해 단백질을 암호화할 수 없다고 생각되었던 염색체 끝의 작은 텔로미어는 암과 노화에 대한 우리의 이해와 잠재적으로 관련이 있는 강력한 생물학적 기능을 보유하고 있는 것으로 보입니다.
UNC 의과 대학 연구원 Taghreed Al-Turki 박사와 Jack Griffith 박사는 텔로미어가 두 개의 작은 단백질을 생산하는 유전 정보를 포함하고 있다는 놀라운 발견을 했으며, 그중 하나는 일부 인간 암세포와 텔로미어 관련 결함으로 고통받는 환자의 세포에서 상승했다.
우리의 연구에 따르면, 우리는 이러한 단백질에 대한 간단한 혈액 검사가 특정 암 및 기타 인간 질병에 대한 귀중한 선별 검사를 제공할 수 있다고 생각합니다. 이 검사는 또한 텔로미어가 나이가 들면서 짧아진다는 것을 알고 있으므로 ‘텔로미어 건강’의 척도를 제공할 수 있습니다.”
Jack Griffith, PhD, Kenan 미생물학 및 면역학 석좌 교수 및 UNC Lineberger 종합 암 센터 회원
텔로미어는 염색체가 서로 달라붙는 것을 억제하는 TTAGGG 염기의 끝없는 반복으로 구성된 독특한 DNA 서열을 포함합니다. 20년 전, 그리피스 연구소는 텔로미어의 DNA 끝이 스스로 반복되어 작은 원을 형성하여 끝을 숨기고 염색체 간 융합을 차단한다는 것을 보여주었습니다. 세포가 분열하면 텔로미어가 짧아지고 결국 너무 짧아져 세포가 정상적으로 분열할 수 없어 세포 사멸로 이어집니다.
과학자들은 약 80년 전에 텔로미어를 처음으로 확인했으며, 그 단조로운 순서 때문에 이 분야의 확립된 교리는 텔로미어가 강력한 생물학적 기능을 가진 단백질은 고사하고 어떤 단백질도 암호화할 수 없다고 주장했습니다.
2011년 플로리다의 한 그룹은 유전된 형태의 ALS를 연구하고 있으며, 범인은 새로운 메커니즘에 의해 두 개의 아미노산이 차례로 반복되는 일련의 독성 단백질을 생성할 수 있는 6개의 염기 반복을 포함하는 RNA 분자라고 보고했습니다. Al-Turki와 Griffith는 그들의 논문에서 이 RNA가 인간 텔로미어에서 생성된 RNA와 현저한 유사성을 지적하고 같은 새로운 메커니즘이 작용할 수 있다는 가설을 세웠습니다.
그들은 PNAS 논문에 설명된 대로 텔로미어 DNA가 VR(발린-아르기닌) 및 GL(글리신-류신)이라고 부르는 신호 단백질을 생성하도록 세포에 지시할 수 있는 방법을 보여주기 위해 실험을 수행했습니다. 신호 단백질은 본질적으로 세포 내부의 다른 단백질의 연쇄 반응을 유발하여 건강이나 질병에 중요한 생물학적 기능을 유발하는 화학 물질입니다.
그런 다음 Al-Turki와 Griffith는 최첨단 생물학적 방법과 함께 강력한 전자 및 컨포칼 현미경을 사용하여 특성을 조사하기 위해 VR과 GL을 화학적으로 합성하여 VR 단백질이 일부 인간 암세포와 텔로미어 결함으로 인한 질병으로 고통받는 환자의 세포에 많은 양으로 존재한다는 것을 밝혔습니다.
“우리는 나이가 들어감에 따라 혈액 내 VR과 GL의 양이 꾸준히 증가하여 잠재적으로 연대순 연령과 대조되는 생물학적 연령에 대한 새로운 바이오 마커를 제공할 가능성이 있다고 생각합니다.”라고 Griffith 실험실의 박사후 연구원인 Al-Turki는 말했습니다. “우리는 염증이 또한 이러한 단백질의 생산을 유발할 수 있다고 생각합니다.”
Griffith는 “현재의 생각에 어긋날 때, 당신은 자신의 분야에서 부지런히 일한 많은 사람들을 비난하고 있기 때문에 일반적으로 틀립니다. 그러나 때때로 과학자들은 매우 먼 두 분야의 관측을 합치는 데 실패했고 그것이 우리가 한 일입니다. 텔로미어가 두 개의 새로운 신호 단백질을 암호화한다는 사실을 발견하면 암, 노화 및 세포가 다른 세포와 통신하는 방식에 대한 우리의 이해가 바뀔 것입니다.
“많은 질문에 답해야 하지만 현재 우리의 가장 큰 우선순위는 이러한 단백질에 대한 간단한 혈액 검사를 개발하는 것입니다. 이것은 우리의 생물학적 나이를 알려주고 암이나 염증과 같은 문제에 대한 경고를 제공할 수 있습니다.”
Source:
University of North Carolina Health Care
Journal reference:
Al-Turki, T., et al. (2023) Mammalian Telomeric RNA (TERRA) can be translated to produce valine-arginine and glycine-leucine dipeptide repeat proteins. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2221529120.
